施硅提高玉米抗蚜性的组成型和诱导型生理代谢机制

  【目的】  禾谷缢管蚜 (Rhopalosiphum padi) 是危害玉米的主要害虫之一,其生长繁殖严重影响了玉米的产量和品质。分析施硅 (Si) 诱导玉米植株对蚜虫的抗性对玉米正常生长尤为重要。本研究从玉米抗氧化系统、次生代谢和信号传导途径3个方面,探究了施硅提高玉米抗蚜性的生理代谢机制。  【方法】  采用玉米水培试验方法,共设置4个处理:不施硅不接蚜虫 (–Si–A)、不施硅接蚜虫 (–Si+A)、施硅不接蚜虫 (+Si–A)、施硅接蚜虫 (+Si+A)。分别于蚜虫侵染后48、60、72、96、120 h,调查玉米植株蚜虫密度,并取样分析玉米植株抗氧化系统 (CAT、SOD、H₂O₂和MDA)、次生代谢 (PAL、PPO、LOX和木质素含量) 和信号传导物质 (JA、SA) 含量,以未接虫玉米3个系统中的相关成分含量为组成型抗性,以接虫前后各成分含量的差值为诱导型抗性,讨论了硅对玉米抗蚜组成型和诱导型抗性的影响。  【结果】  随着蚜虫侵染后时间的延长,蚜虫密度增加,与侵染后48 h相比,在–Si处理下,侵染后60～120 h时蚜虫数量显著增加了12.50%～40.18%;+Si处理下,侵染后60～120 h蚜虫数量显著增加了12.36%～49.44%;在侵染后48～120 h相同时间点下,与不施硅处理相比,施硅处理的蚜虫种群密度显著降低了15.29%～20.64%。整个培养时间内,与不施硅处理相比,施硅处理的玉米抗氧化系统中组成型CAT、SOD活性均显著提高,组成型H₂O₂、MDA含量分别降低了4.41%～15.35%、5.35%～17.95%,诱导型CAT活性显著增加 (除侵染后72 h外),诱导型SOD活性显著降低,诱导型H₂O₂含量先提高后降低;施硅处理显著提高了次生代谢中组成型PAL、LOX和PPO活性、木质素含量,降低了诱导型PPO活性、木质素含量,诱导型PAL活性表现为先提高后降低,诱导型LOX活性表现为先降低后升高随后又降低;施硅处理显著提高了信号传导中组成型JA、SA含量,增加了诱导型SA含量43.77%～117.48%,降低了诱导型JA含量。同一时间点,无论是否施硅,组成型CAT、SOD活性、H₂O₂和MDA含量、PAL、LOX和PPO活性、木质素、JA和SA含量均显著高于诱导型。PCA与相关性分析结果表明,组成型和诱导型CAT、SOD活性和诱导型H₂O₂、SA含量为体现玉米抗蚜虫的组成型和诱导型抗性的较优指标。  【结论】  施硅可显著降低蚜虫的密度,并显著提高玉米抗氧化系统、次生代谢和信号传导途径各物质的组成型与诱导型抗性,因此,施用硅肥为玉米田间蚜虫的生态调控提供了理论基础和科学依据。     

砂质潮土区不同小麦品种的施钾效应

为给砂质潮土小麦生产中合理施钾提供理论依据,在河南省新郑砂质潮土上设置0kg·hm-2(K0)、60kg·hm-2(K1)、120kg·hm-2(K2)、180kg·hm-2(K3)和300kg·hm-2(K4)5个施钾(K2O)水平,以小麦品种矮抗58和豫农035为材料,研究了钾肥对不同小麦品种籽粒产量、蛋白质含量、氮钾养分累积、钾肥利用率等指标的影响。结果表明,随着施钾量的增加,冬小麦籽粒产量和蛋白质含量均呈先增加后降低的趋势,其中矮抗58和豫农035籽粒产量分别在K2、K3时达到最高;钾肥农学效率随着施钾量的增加而降低,在施钾量低于K3时,矮抗58的钾肥农学效率显著高于豫农035;施钾可促进两个品种对氮和钾的吸收,其中矮抗58、豫农035氮素积累量分别于K2、K3下达到最大,钾素积累量均在K3下最大,同一施钾处理下矮抗58的吸氮量、吸钾量明显高于豫农035;两个品种的钾肥利用率均以K1处理最高,在施钾量低于K3时,矮抗58的钾肥利用率显著高于豫农035。在本试验条件下,矮抗58对钾肥反应优于豫农035,适宜在砂质潮土条件下推广应用,推荐施钾量为120kg·hm-2。     

基于GIS的凉州区耕层土壤主要养分时空变化研究

采用GIS定位取样测试、ACIGIS软件数据分析和统计分析方法,对武威市凉州区土壤养分状况分析评价的结果表明,凉州区耕地土壤有机质平均含量为16.2 g/kg,变幅为1.02～40.10 g/kg,标准差为5.79,变异系数为35.33。相对第二次全国土壤普查,有机质含量平均增加2.1 g/kg,土壤全氮平均增加0.09 g/kg;土壤有效磷平均含量为25.4 mg/kg,变幅为15.5～36.4 mg/kg,平均含量增加11.8 mg/kg;土壤速效钾含量加权平均值为177 mg/kg,变幅为155～266 mg/kg,相对第二次全国土壤普查总体表现下降趋势,平均减少7.0 mg/kg。     

基于文献计量研究的转基因生物安全研究现状

以web of science为数据源,对国际转基因安全性研究论文进行文献计量分析,通过国际农业生物技术应用服务组织统计的关键检索词检索1981年-2014年间发表的转基因作物领域方面的论文,共检索出9 836篇论文.从文献计量的角度展现33年来国际间转基因安全性研究论文的发展趋势,其中主要包括年度变化趋势、研究领域和成果以及不同国家对转基因生物安全研究的重点情况.研究结果表明批准转基因商业化种植国家的科研人员比反对转基因商业化种植的国家更多关注其生物安全性;对于转基因生物安全研究,除了与不同国家的研究整体水平有关外,还与相应的作物在这些国家农业经济中所处的地位有关.     

双氟沙星与异育银鲫血浆蛋白的结合率

为了研究双氟沙星(difloxacin,DIF)与异育银鲫(Carassais auratus gibebio)血浆蛋白的结合性质,采用平衡透析法测定了DIF与异育银鲫血浆蛋白的体外结合率,并研究了温度、血浆浓度及药物浓度对其的影响。结果显示:DIF血浆蛋白结合率在4℃、15℃、20℃、25℃、30℃、37℃条件下变化差异不显著(P>0.05);药物血浆蛋白结合率显著高于二倍稀释血浆的结合率,也显著高于四倍稀释血浆的结合率(P<0.05)。当DIF浓度在0.5～5μg/mL范围之间时,药物与血浆蛋白结合率在32.4%～19.6%之间,并随着药物浓度的升高而降低,最大结合能力(β)和解离常数(Kdp)分别为3.5×10-7 mol/g和4.04×10-6 mol/L;当DIF质量浓度为5～40μg/mL范围内时,血浆蛋白结合率的变化差异不显著(P>0.05)。此外,游离药物与总药物浓度呈线性关系,关系式为y=0.77x-0.18。结果表明,DIF与异育银鲫血浆蛋白结合率在本实验条件下不受温度影响,且具有浓度依赖性;在0.5～5μg/mL范围内结合率为非线性,而在5～40μg/mL范围内为线性。本研究旨在为DIF药物代谢动力学理论研究及其临床用药提供理论参考。     

稻田土壤厌氧氨氧化菌群落结构对长期不同施肥的响应

研究长期不同施肥稻田土壤厌氧氨氧化微生物丰度和群落结构组成,深入认识稻田厌氧氨氧化菌对不同施肥的响应机理,可为合理施肥和理解湿地生态系统厌氧氨氧化过程提供科学依据。设置不施肥(CK)、单施无机肥(NPK)、无机肥配施牛粪(NPKM)、无机肥加秸秆还田(NPKS)四个处理,采用荧光定量PCR和高通量测序对不同施肥模式下水稻土厌氧氨氧化细菌丰度和群落结构进行分析。结果发现,不同处理之间厌氧氨氧化细菌丰度具有显著差异(p0.05),表现为NPKMNPKSNPKCK,且与有机质、全氮和铵态氮含量具有显著相关性(p0.05)。高通量测序结果表明,不同施肥处理主要的厌氧氨氧化菌为Candidatus Brocadia、Candidatus Anammoxoglobus和Candidatus Scalindua,其中优势种群为Candidatus Brocadia。菌群的多样性分析表明,CK和NPKS处理的厌氧氨氧化菌群落结构多样性香农指数(Shannon index)、辛普森指数(Simpson index)和丰富度指数(Chao 1 index)显著高于NPKM和NPK处理(p0.05)。上述结果表明,长期施肥改变了厌氧氨氧化菌的数量和群落结构。有机无机肥配施更有利于提高厌氧氨氧化菌丰度。然而,不同施肥措施对厌氧氨氧化菌的多样性影响不同,无机肥加秸秆还田提高了厌氧氨氧化菌多样性,但单施无机肥和无机肥配牛粪降低了厌氧氨氧化菌多样性。厌氧氨氧化菌的数量和群落结构对不同施肥的响应不同。     

高氮和低氮条件下玉米穗位叶持绿性状的QTL定位

【目的】玉米叶片持绿性与籽粒产量、品质性状密切相关,本研究利用单片段代换系群体,对高氮和低氮条件下的玉米穗位叶持绿性状进行了QTL定位,旨在为持绿相关基因的精细定位以及克隆相关主效QTL奠定基础。【方法】以氮效率差异显著的两个亲本许178和综3构建的172个玉米单片段代换系为研究材料,采用完全随机区组设计,在高氮(N 240 kg/hm^2)和低氮(N 75 kg/hm^2)条件下,进行了两年大田试验。以吐丝后第10天穗位叶的SPAD值作为玉米持绿性的表型值,根据代换系与亲本许178表型值的T-test结果,利用该群体的SSR遗传图谱,在P <0.01条件下定位持绿性状的QTL。【结果】在基因组范围内,两个氮水平下共定位53个穗位叶持绿QTL (贡献率为–2.45%～–22.65%)。上述QTL在玉米的10条染色体上均有分布,其中以第1染色体上检测到的数量最多(14个),第7染色体上检测到的数量最少(1个)。高氮条件下检测的QTL为29个,6个在两年试验条件下被重复检测,分别为qhnSG1d、qhnSG2a、qhnSG3a、qhnSG4a、qhnSG8b和qhnSG10c,其中qhnSG8b和qhnSG10c为高氮特异QTL,两年内QTL的贡献率分别为–4.47%、–9.17%、–9.46%和–5.05%;低氮条件下检测的QTL为16个,2个QTL在两年大田环境被重复检测,分别为qlnSG1f和qlnSG2b。其中qlnSG1f为低氮特异QTL,两年内QTL贡献率分别为–9.70%和–10.85%。【结论】通过对玉米穗位叶持绿性状分析,将高氮特异持绿染色体片段定位到umc1077～umc2350区段内,低氮特异染色体片段定位到umc1013～umc2047区段内。     

不同浓度血清对肝细胞原代培养的影响

肝细胞具有多种功能，代谢旺盛。肝细胞的原代培养是一种研究肝组织和肝细胞的良好方法，也是毒理学、免疫学、细胞毒理实验、临床医学及生物技术等各方面研究的基础。在进行肝细胞的培养中，需要使用到牛血清。但牛血清最容易被外界的杂菌所污染，造成实验的失败，同时也是一种较贵的材料。如果合理有效地使用牛血清，既能较好完成实验，又能降低实验的成本，节约实验经费。实验通过使用不同浓度的牛血清对肝细胞进行培养，以获取适合肝细胞原代培养的最佳血清浓度。     

氮硅配施对冬小麦生育后期蚜虫密度及抗虫生化物质含量的影响

试验采用氮（N）和硅（SiO2）两因素 23完全均衡方案和随机区组设计,氮（N）设180 kg/hm2、 270 kg/hm2两个水平,分别配施0 kg/hm2、 75 kg/hm2和150 kg/hm2 三个水平的硅肥（SiO2）,研究氮配施硅肥对冬小麦生育后期麦长管蚜盛发期蚜虫密度及抗虫生化物质含量的影响。结果表明, 施氮增加平均麦蚜密度的效应与冬小麦叶部、 穗部平均可溶性糖、 平均总酚,叶部平均单宁含量的降低和叶部、 穗部平均可溶性蛋白含量的增加有着密切关系;施硅降低冬小麦平均蚜虫密度的效应与施硅增加冬小麦叶部和穗部平均可溶性糖、 平均总酚、 平均单宁含量有关系密切。高硅削弱施氮增加小麦蚜虫密度的效应与高硅削弱施氮降低叶部和穗部可溶性糖含量、 叶部单宁含量的效应有密切关系;低氮配施低硅即可显著降低蚜虫密度,其效应与施硅增加了穗部可溶性糖的含量有密切关系;而高氮需配施高硅才可显著降低蚜虫密度,其效应与施硅增加了小麦叶部和穗部可溶性糖、 叶部单宁含量有密切关系。     

施钾对甜叶菊糖苷跃变期生理指标和产量品质的影响

为提高河西绿洲灌区甜叶菊产量和品质,提升该区甜叶菊市场竞争力。以谱星6号为试验材料,比较了不同施钾水平(K2O 0、60、90、120、150 kg/hm2)对甜叶菊糖苷跃变期生理指标以及产量品质的影响。结果表明,不同施钾处理下,甜叶菊整个糖苷跃变期叶片各生理指标含量达到峰值的时间有所不同,叶片SOD活力、含钾量均在现蕾前5 d达到最高,可溶性蛋白、SPAD值、含氮磷量、总苷含量以及叶片干物质量在现蕾初期达到最高,POD活力、可溶性糖含量在现蕾后5 d达到最高,以上各指标均以施用K2O 120 kg/hm2处理表现最佳。其中总苷含量最高,达128.4 g/kg,较不施钾肥增加14.19%;产量也最高,达7 007.64 kg/hm2,较不施钾肥增加57.24%;净收益达5.26万元/hm2,比不施钾多3.40万元/hm2。通过甜叶菊叶片理化指标与产量品质的相关性分析,以上各生理指标与产量品质均呈现显著或者极显著的正相关关系。在当地甜叶菊生产中施用K2O 120 kg/hm2,且在现蕾初期采摘叶片可获得较好收益。